[发明专利]描绘佩戴者注视方向特征的成副眼镜

说明书

本发明涉及适于描绘眼镜佩戴者注视方向特征的成副眼镜。

现有很多系统用于实时检测对象的眼睛运动。比如，美国专利US5.966,197描述了用于激光消融眼部手术的系统，它检测和补偿患者眼睛的运动。该系统形成眼睛的图像，并通过辨认异色边缘在图像中的位置来追踪其位于凹穴内的旋转位置。该异色边缘是眼睛巩膜和虹膜之间的边界，在波长在900nm(纳米)到1200nm之间的近红外线中，可容易地在眼睛的图像检测到它。巩膜在这个谱域中具有约90％的高光反射系数，而虹膜具有较低的约40％的反射系数。

还存在着其他检测眼睛运动的系统，旨在供患者在有意识的状态下使用。这些其他系统中的一些由放置在检测对象头部上的装置组成，并形成当对象看着其周围物体时双眼的图像。尽管佩戴着这些装置之一的检测对象仍然可以移动，但这些装置不适用于日常生活，仅限于在采集检测对象的测量值的时间使用。

一些应用要求眼睛运动检测系统与移动使用兼容。因此需要轻便且美观大方的眼睛运动检测系统，且在日常生活的长时间使用期间不会使得检测对象不舒服。此外，这样的系统最好成本低，从而能够配备到大量个体上。目前尚不存在这样以令人满意的方式满足这些需求的眼睛运动检测系统。

本发明的一个目的是提供与日常生活中移动使用相兼容的眼睛运动检测系统。

本发明的另一个目的是提供对由眼睛运动检测系统的使用者观察到的物体的方向的实时描绘。

本发明的又一个目的是提供对使用者注视方向的描绘，以及确定这个注视方向变动的眼睛运动的描绘。

为达此目的，本发明提出了包括框架和固定在框架内的两块透镜的一副眼镜，这样它们分别定位在眼镜佩戴者眼睛前方，且为佩戴者提供透过每一透镜的分离视线，所述成副的眼镜对每一透镜包括有：

-至少一个辐射源，其可以是红外辐射，其被选择为依据分别对应于巩膜和虹膜的不同反射强度系数，由佩戴者各个眼睛的巩膜和虹膜反射该辐射；

-至少一个检测仪，其被设置为测量分别在眼部区域中反射的由辐射源产生的辐射部分各自的强度，在每个区域中位于所述透镜之后的眼睛的巩膜和虹膜之间的边界的不同部分在眼睛运动期间来回移动；以及

-设置在透镜中的至少四个辐射输出或输入部分，每一输出部分被设置为把所述辐射源产生的辐射部分引导到所述眼部区域至少一个中，且每个输出部分被设置为收集在这些眼部区域之一内反射的辐射部分。

在本发明的第一特征中，这些辐射源、检测仪、以及辐射输出和输入部分可附加地设置，从而形成至少两条辐射路径，它们各包括在位于透镜之后的佩戴者眼睛上的反射，其中，在这些眼部区域中所述眼睛巩膜和虹膜之间边界部分来回移动。那么成副的眼镜包括用于通过各自不同辐射路径来分开在所述至少一个辐射源和所述至少一个检测仪之间传输的辐射部分的装置。

在本发明的第二特征中，成副眼镜还包括计算单元，其适于根据针对两个透镜同时测量到的强度，描绘向着一观察点的佩戴者注视方向。

在本发明的第三特征中，所述成副眼镜包括对于每个镜片而言数量相同的辐射输出部分和辐射输入部分。每一所述输出部分在透镜中相邻于所述输入部分之一以形成独立的辐射发射-接收对，每一发射-接收对被放置在眼部区域之一的前方，在这些眼部区域中，在所述透镜后方的佩戴者眼睛的巩膜和虹膜之间边界部分之一在眼睛运动期间来回移动。

以这种方式，本发明提供用来检测受测对象眼睛运动的呈成副眼镜形式的系统，其具有与透镜整合成一体的辐射输入和输出部分。由于该系统呈眼镜形式，因而轻便且很紧凑。它可在日常生活中使用，即便当使用者四下移动的时候也可以使用。特别地，佩带本发明该副眼镜的人可以保持完全的行动自由。

此外，在辐射输入和输出部分融入每一透镜中的情况下，成副眼镜不具有任何向着佩戴者眼睛的补充反射体或任何图像获取系统，其中除了眼镜透镜，它们也可以定位在他的面部前方。因而本发明的眼睛运动检测系统在佩戴者脸上很美观，并使他不会具有视觉不适。